倒车影像处理系统的研究

2013-04-29 00:44刘丽丽
科技创新导报 2013年7期

刘丽丽

摘 要:倒车影像处理系统主要研究的是将COMS摄像头采集到的图像经过格式转换,输出在车载显示屏上。本系统采用32位单片机LPC11C24作为中央处理单元,通过总线配置COMS输出YCrCb格式图像,以及配置视频转换芯片CH7026使之将YCrCb信号转化为RGBS信号,显示在显示屏上。

关键词:倒车影像处理 COMS图像传感器 RGBS信号 视频转换

中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-000-02

随着汽车家庭普及的全球化以及行车停车的拥挤,摄像头辅助倒车系统已经成为了汽车的必备部分。由于COMS图像传感器的低成本、低功耗等优点,使之被广泛应用于车载摄像头中。现今市面上多款车型的原装显示屏是以RGBS信号输入,所以如何将COMS图像传感器输出的YCrCb格式的图像转化为RGBS格式成为该文要解决的重点。

1 总体方案设计

2 系统硬件的设计

2.1 电源电路的设计

由于各芯片所需电压值均不一致,须根据各芯片数据手册选择

合适的电源,满足需求。在本设计中,倒车摄像头中COMS图像传感器芯片选择APTINA汽车级芯片MT9V139。汽车电源为12 V,为给各芯片供电,需要搭建电压转换电路,应用于PCB电路板上的电源转换主要用DC-DC方式。DC-DC转换器的优点是可输出电流大、静态电流小、效率高等,但其开关噪音较大且占用PCB的面积较大,系统较复杂。而线性稳压器LDO的成本低、噪音小、静态电流也较小,外围电路简单,但其只适合输入输出压差小、输出电流小的电路。根据这两者的优缺点,本设计采用两级电压转换,第一次采用DC-DC,第二级采用LDO。

本设计中选择LINEAR公司的LT3970电源芯片作为电压转换电路的第一级转换,将12 V电压转换为3.3 V。LT3970是一款可调频率、单片式、降压型开关稳压器,它的输入电压范围高达40 V,且只需消耗2.5 μA的静态电流。在低输出电流条件下,低纹波突发模式操作保持了高效率,且其输出文波在典型电路中可抑制在5 mV以下。该器件最大的优点是封装小,易于摄像头内部电路的搭建。第二级电源转换采用LINEAR公司的LTC1844系列电源芯片,将3.3 V电压分别转换为1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片输入电压范围很宽:1.6 ~6.5 V,且静态电流很低,不仅减少了对电源的电压要求,而且降低了功耗。

2.2视频转换电路的设计

COMS图像传感器选择MT9V139芯片,它是一款高清感光度图像传感器,此芯片集成了单片机芯片系统,可提供非常出色的低照度效果,最低照度可达到0.01LUX,超过人们对CCD传感器的预期需求,而且在夜视环境下还具有优异的近红外(NIR)响应性能,此芯片还具有体积小、功耗低等优点。

通过COMS图像传感器采集到的图像信息,以YUV格式通过8位输出端传送到CH7026的8位输入端,由LPC11C24对CH7026进行配置后,将YUV格式数字信号转换为RGBS模拟信号,再通过滤波电路对信号进行去噪提取,传送到显示屏上。视频信号转换电路如图2所示。

3 系统软件的设计与调试

本设计软件调试部分的整体思路是通过微控制器LPC11C24对COMS图像传感器及CH7026进行配置,完成图像采集及输出视频信号转换的过程。主要用到总线进行配置及串口通信。

由于本设计需要采用两个总线接口,所以采用LPC11C24的GPIO口模拟总线的方式进行编程。CH7026的接口SCL、SDA分别接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口,MT9V139的接口SCLK、SDATA分别接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。

参考文献

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